JP2003262178A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドライバビリティに悪影響を及ぼすことな
く、スロットルバルブの氷結を確実に防止できるように
する。 【解決手段】 所定のスロットル氷結防止制御実行条件
（吸気温が所定温度以下であること等）が成立したとき
に、アクセル操作量等に応じて設定した基本目標スロッ
トル開度ＴＨＲ0 を中心とする開度範囲（ＴＨＲ0 ±
Ｄ）で最終目標スロットル開度ＴＨＲを周期的に変化さ
せて、スロットルバルブを強制的に開閉駆動することで
スロットルバルブの氷結を防止する。更に、スロットル
バルブの強制駆動によるエンジンの出力変動を打ち消す
ように点火時期補正量ＩＡＥＳと吸気バルブタイミング
補正量ＩＶＴを算出して、点火時期と吸気バルブタイミ
ングを補正し、エンジンの出力変動を防止する。スロッ
トルバルブの強制駆動振幅Ｄはエンジン運転状態に応じ
てスロットルバルブの氷結防止効果が得られるように設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気通
路に設けられたスロットルバルブの開度を制御する内燃
機関の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】極低温の環境下においては、エンジン運
転中でも、吸気管内の吸入空気に含まれる水分が凍って
スロットルバルブやその周辺部に氷結が生じることがあ
り、最悪の場合には、定常走行中にスロットルバルブの
軸回りが氷結してスロットルバルブが開いた状態で動か
なくなってしまうおそれがある。

【０００３】この対策として、エンジンで温められた冷
却水（温水）を利用してスロットルバルブの周辺部を温
めることで、スロットルバルブの氷結を防止するように
したものがある。しかし、このような温水加熱装置を設
けると、スロットルシステムや冷却水循環システムの構
成が複雑化してコストアップしてしまう。しかも、高温
環境下においては、もともと高い吸気温を温水加熱装置
によって更に昇温させてしまうため、筒内空気充填量が
低下したり、或は、ノッキング限界が低下して点火時期
を遅角する必要が生じたりして、エンジンの出力低下を
招くという欠点もある。

【０００４】そこで、特公平４−４４５２号公報に示す
ように、電子スロットルシステムにおいて、エンジン運
転中にスロットルバルブの氷結が発生しやすい状態にな
っていることを検出したときに、エンジン回転速度を変
動させない範囲の微小開度でスロットルバルブを振動さ
せることで、温水や電気ヒータ等の昇温手段を用いずに
スロットルバルブ周辺の氷結を防止するようにしたもの
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の技術では、
スロットルバルブの振動によるエンジン回転速度の変動
を防止するために、スロットルバルブの振動振幅を微小
量に制限するようにしている。しかし、スロットルバル
ブの振動振幅を微小量に制限すれば、スロットルバルブ
の振動による氷結防止効果も制限されてしまうため、極
低温環境下での高速走行時のように、低温空気が多量に
吸入されて氷結が急速に進行しやすい状況下では、上記
公報のように、スロットルバルブを微小振動させても、
スロットルバルブの氷結を十分に防止することができ
ず、スロットルバルブが氷結して動かなくなってしまう
おそれがある。かといって、スロットルバルブの氷結防
止効果を高めるためにスロットルバルブの振動振幅を大
きくすれば、エンジン回転速度が変動してドライバビリ
ティに悪影響を及ぼしてしまう。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、温水や電気ヒータ等
の昇温手段を用いずに、且つ、ドライバビリティに悪影
響を及ぼすことなく、スロットルバルブの氷結防止効果
を高めることができる内燃機関の制御装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の制御装置は、内燃機
関の運転中に所定のスロットル氷結防止制御実行条件が
成立したときに目標スロットル開度を含む開度範囲でス
ロットルバルブをスロットル氷結防止制御手段により強
制的に開閉駆動すると共に、スロットルバルブの強制駆
動によって発生する内燃機関の出力変動を打ち消す方向
にスロットル開度以外の制御パラメータを出力変動防止
制御手段により補正するようにしたものである。このよ
うにすれば、スロットルバルブを強制的に開閉駆動する
際の強制駆動量をある程度大きくしてスロットルバルブ
の氷結防止効果を高めながら、そのスロットルバルブの
強制駆動によって発生する内燃機関の出力変動をスロッ
トル開度以外の制御パラメータを補正することによって
打ち消すことができる。これにより、ドライバビリティ
に悪影響を及ぼすことなく、スロットルバルブの氷結を
効果的に防止することができ、走行中にスロットルバル
ブが氷結して動かなくなってしまうことを未然に防止す
ることができる。しかも、温水や電気ヒータ等の昇温手
段を用いる必要がないので、低コスト化することができ
ると共に、昇温手段による吸気温上昇によって内燃機関
の出力が低下することも回避できる。

【０００８】ところで、内燃機関の運転状態（例えば吸
入空気量等）によってスロットルバルブの氷結の発生し
やすさが変化するため、スロットルバルブの氷結を防止
するのに必要なスロットルバルブの強制駆動条件も内燃
機関の運転状態によって変化する。更に、内燃機関の運
転状態によって、スロットルバルブの強制駆動量と内燃
機関の出力変動量との関係も変化する。

【０００９】これらの事情を考慮して、請求項２のよう
に、内燃機関の運転状態に基づいてスロットルバルブの
強制駆動条件を設定するようにしても良い。このように
すれば、内燃機関の運転状態に応じてスロットルバルブ
の氷結の発生しやすさやスロットルバルブの強制駆動に
よる内燃機関の出力変動量が変化するのに対応して、ス
ロットルバルブの強制駆動条件を適正に変化させること
ができる。これにより、スロットルバルブの強制駆動に
よる内燃機関の出力変動を制御パラメータの補正によっ
て打ち消すことができる範囲内に抑えながら、スロット
ルバルブの強制駆動条件を氷結防止効果の高い条件に確
実に設定することができる。

【００１０】また、吸気温、環境温度（例えば外気
温）、冷却水温等の温度パラメータによっても、スロッ
トルバルブの氷結を防止するのに必要なスロットルバル
ブの強制駆動条件が変化するするため、請求項３のよう
に、吸気温、環境温度、冷却水温のうちの少なくとも１
つに基づいてスロットルバルブの強制駆動条件を補正す
るようにしても良い。このようにすれば、吸気温、環境
温度、冷却水温等の温度パラメータに応じてスロットル
バルブの氷結を防止するのに必要なスロットルバルブの
強制駆動条件が変化するのに対応して、スロットルバル
ブの強制駆動条件を適正に変化させることができる。

【００１１】更に、請求項４のように、スロットル氷結
防止制御実行条件を、吸気温又は環境温度（例えば外気
温）が所定温度以下であるか否かで判定して、吸気温又
は環境温度が所定温度以下のときにスロットルバルブを
強制的に開閉駆動するようにしても良い。このようにす
れば、内燃機関の燃料噴射制御等のために搭載されてい
る吸気温センサや外気温センサの出力に基づいて、スロ
ットルバルブの氷結が発生する可能性があるか否かを的
確に判断して、確実にスロットルバルブの氷結を防止す
ることができると共に、スロットル氷結防止制御実行条
件の判定を容易に行うことができる。

【００１２】また、請求項５のように、内燃機関の出力
変動を打ち消す方向に制御パラメータを補正する際に、
内燃機関の運転状態とスロットルバルブの強制駆動量と
に基づいてトルク変動量を算出し、該トルク変動量に基
づいて制御パラメータの補正量を設定するようにしても
良い。スロットル氷結防止制御中の内燃機関の運転状態
とスロットルバルブの強制駆動量とを用いれば、スロッ
トルバルブの強制駆動によって発生するトルク変動を算
出することができるので、そのトルク変動を打ち消すよ
うに制御パラメータの補正量を設定すれば、スロットル
バルブの強制駆動によって発生するトルク変動、ひいて
は出力変動によるドライバビリティの悪化をより確実に
防止することができる。

【００１３】また、請求項６のように、内燃機関の出力
変動を打ち消す方向に補正する制御パラメータとして、
点火時期、空燃比、吸気及び／又は排気の可変バルブ制
御量（バルブタイミング、バルブリフト量、作用角
等）、ターボチャージャ等の過給機の過給圧、休止気筒
数、補助吸入空気量調整手段（アイドルスピードコント
ロールバルブ、アイドルアップバルブ等）の制御量、燃
料蒸発ガスパージバルブの制御量のうちの少なくとも１
つを用いるようにすると良い。これらの制御パラメータ
は、いずれも内燃機関の出力を変化させるパラメータと
なるため、これらの制御パラメータのうちの１つ又は２
つ以上を組み合わせて用いれば、スロットルバルブの強
制駆動による内燃機関の出力変動を確実に防止すること
ができる。

【００１４】また、請求項７のように、スロットル開度
が所定開度以上のときに出力変動防止制御手段による制
御パラメータの補正を禁止するようにしても良い。スロ
ットル開度が所定開度以上で吸入空気量が比較的多いと
きには、スロットルバルブの強制駆動が吸入空気量に与
える影響が少なくなるため、スロットルバルブを強制駆
動しても、内燃機関の出力変動量が小さくなり、ほとん
ど無視できるようになる。このような状態では、スロッ
トルバルブの強制駆動中に制御パラメータの補正を行わ
なくても、ドライバビリティにほとんど悪影響を及ぼす
ことなく、スロットルバルブの氷結を防止することがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制
御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関である
エンジン１１の吸気管１２（吸気通路）の最上流部に
は、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１
３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ
１４と、吸気温を検出する吸気温センサ（図示せず）が
設けられている。エアフローメータ１４の下流側には、
ＤＣモータ等のモータ２８によって駆動されるスロット
ルバルブ１５が設けられ、このスロットルバルブ１５の
開度（以下「スロットル開度」という）がスロットル開
度センサ１６によって検出される。エンジン運転中は、
スロットル開度センサ１６によって検出した実スロット
ル開度を、アクセル操作量等に応じて設定された目標ス
ロットル開度に一致させるようにスロットルバルブ１５
の駆動モータ２８の制御量をフィードバック制御する。

【００１６】また、スロットルバルブ１５の下流側に
は、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１
７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設
けられている。また、サージタンク１７には、エンジン
１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が
設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート
近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り
付けられている。

【００１７】エンジン１１のシリンダヘッドには、各気
筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２
１の火花放電によって筒内の混合気に着火される。ま
た、エンジン１１の吸気バルブ２９と排気バルブ３０に
は、それぞれバルブタイミング（開閉タイミング）を可
変する可変バルブタイミング機構３１，３２が設けられ
ている。更に、エンジン１１のシリンダブロックには、
冷却水温を検出する冷却水温センサ２２や、エンジン回
転速度を検出するクランク角センサ２３が取り付けられ
ている。

【００１８】一方、エンジン１１の排気管２４には、排
出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等
の触媒２５が設けられ、この触媒２５の上流側に、排出
ガスの空燃比又はリーン／リッチ等を検出する排出ガス
センサ２６（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ
ている。

【００１９】これら各種センサの出力は、エンジン制御
回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７に入力される。
このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体として
構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された
各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転
状態に応じて燃料噴射弁２０の燃料噴射量や点火プラグ
２１の点火時期を制御する。

【００２０】また、ＥＣＵ２７は、図２及び図３に示す
スロットル氷結防止制御プログラムを実行することで、
エンジン運転中に所定のスロットル氷結防止制御実行条
件が成立したときに、アクセル操作量等に応じて設定し
た基本目標スロットル開度ＴＨＲ0 を中心とする開度範
囲（ＴＨＲ0 ±Ｄ）でスロットルバルブ１５を強制的に
開閉駆動して、スロットルバルブ１５の氷結を防止する
と共に、スロットルバルブ１５の強制駆動によって発生
するエンジン１１の出力変動を打ち消すように点火時期
と吸気バルブ２９のバルブタイミングを補正して、エン
ジン１１の出力変動を防止する。

【００２１】図２及び図３に示すスロットル氷結防止制
御プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）
のオン後に所定周期で実行される。本プログラムが起動
されると、まず、ステップ１０１で、所定の初期設定処
理を実行して、ＥＣＵ２７のＲＡＭの初期化、各種定数
やフラグの初期化等を行った後、ステップ１０２に進
み、エンジン運転状態に応じて基本目標点火時期ＡＥＳ
0 をマップ等により演算する。この後、ステップ１０３
で、エンジン運転状態に応じて吸気バルブ２９の基本目
標バルブタイミング進角値ＶＴ0 をマップ等により演算
し、次のステップ１０４で、アクセル操作量等に応じて
基本目標スロットル開度ＴＨＲ0 をマップ等により演算
する。

【００２２】この後、ステップ１０５に進み、スロット
ル氷結防止制御実行条件が成立しているか否かを判定す
る。ここで、スロットル氷結防止制御実行条件は、例え
ば、次の〜の条件を全て満たすことである。 吸気温が所定温度以下（スロットルバルブ１５の氷結
が発生する可能性のある温度）であること スロットル開度がほぼ定常状態であること エンジン運転状態がほぼ定常状態であること エンジン回転速度とエンジン負荷がそれぞれ所定値以
上であること

【００２３】低回転速度領域や低負荷領域では、吸入空
気量が少ないため、スロットルバルブ１５の強制駆動が
吸入空気量に与える影響が大きく、スロットルバルブ１
５の強制駆動によって発生するエンジン１１の出力変動
が大きくなるおそれがある。このため、後述する点火時
期の補正や吸気バルブ２９のバルブタイミング進角値の
補正では、スロットルバルブ１５の強制駆動によって発
生するエンジン１１の出力変動を吸収しきれなくなるお
それがある。しかも、低回転速度領域や低負荷領域は、
吸入空気量が少なく、新気によるスロットルバルブ１５
の冷却度合いが小さいため、エンジン１１からの受熱に
よりスロットルバルブ１５の温度が比較的高くなること
により、スロットルバルブ１５の氷結が比較的発生しに
くい運転領域である。

【００２４】このような理由から、エンジン回転速度と
エンジン負荷がそれぞれ所定値以上であることをスロッ
トル氷結防止制御実行条件の１つとし、低回転速度領域
や低負荷領域では、スロットル氷結防止制御を禁止し
て、スロットルバルブ１５の強制駆動を行わないように
する。

【００２５】上記〜のうち１つでも満たさない条件
があれば、スロットル氷結防止制御実行条件が不成立と
なり、ステップ１１５に進み、スロットル氷結防止制御
実行条件の不成立時の処理を実行して、後述するスロッ
トル開度補正量ＩＴＨＲ、点火時期補正量ＩＡＥＳ及び
バルブタイミング補正量ＩＶＴを全て「０」にリセット
した後、図３のステップ１１６以降の処理に進む。この
場合、スロットル氷結防止制御は実行されない。

【００２６】一方、上記〜の条件を全て満たして、
スロットル氷結防止制御実行条件が成立していると判定
された場合には、ステップ１０６に進み、スロットルバ
ルブ１５を強制的に開閉駆動する際の振幅Ｄ（以下「強
制駆動振幅Ｄ」という）を次のようにして演算する。

【００２７】現在のエンジン運転状態（例えば最終目標
スロットル開度ＴＨＲとエンジン回転速度ＮＥ）に応じ
て基本振幅ｆ1 （ＴＨＲ，ＮＥ）をマップ等により算出
すると共に、現在の冷却水温ＴＨＷに応じて冷却水温補
正係数ｆ2 （ＴＨＷ）をマップ等により算出し、次式に
より基本振幅ｆ1 （ＴＨＲ，ＮＥ）を冷却水温補正係数
ｆ2 （ＴＨＷ）で補正して強制駆動振幅Ｄを求める。 Ｄ＝ｆ1 （ＴＨＲ，ＮＥ）×ｆ2 （ＴＨＷ） （但しＤ≧０）

【００２８】一般に、エンジン運転状態（例えば吸入空
気量への影響が大きい最終目標スロットル開度ＴＨＲと
エンジン回転速度ＮＥ）によってスロットルバルブ１５
の氷結の発生しやすさが変化するため、スロットルバル
ブ１５の氷結を防止するのに必要な強制駆動振幅Ｄもエ
ンジン運転状態によって変化する。更に、エンジン運転
状態によって、強制駆動振幅Ｄとエンジン１１の出力変
動量との関係も変化する。

【００２９】このような事情を考慮して、基本振幅ｆ1
（ＴＨＲ，ＮＥ）のマップは、スロットルバルブ１５の
強制駆動によって発生するエンジン１１の出力変動量を
後述する点火時期と吸気バルブ２９のバルブタイミング
の補正によって打ち消すことができる範囲に抑えなが
ら、スロットルバルブ１５の氷結を防止するのに必要な
基本振幅ｆ1 （ＴＨＲ，ＮＥ）となるように設定されて
いる。

【００３０】また、一般に、冷却水温ＴＨＷが低い時
は、エンジンルーム内の温度も低く、吸気に混入する水
蒸気量も少なくなる。また、アイシングの原因となりや
すいブローバイガスの発生もエンジン油温が低いときは
少ないため、アイシングは発生しにくくなる。従って、
冷却水温ＴＨＷが低い時は、スロットルバルブ１５の氷
結を防止するのに必要な強制駆動振幅Ｄは小さくても問
題ない。このような関係から、冷却水温補正係数ｆ2
（ＴＨＷ）のマップは、冷却水温ＴＨＷが低くなるほど
冷却水温補正係数ｆ2 （ＴＨＷ）が小さくなって、強制
駆動振幅Ｄが小さくなるように設定されている。

【００３１】強制駆動振幅Ｄの演算後は、次のステップ
１０７〜１１１で、基本目標スロットル開度ＴＨＲ0 を
補正するスロットル開度補正量ＩＴＨＲを次のようにし
て演算することで、スロットル開度補正量ＩＴＨＲを±
Ｄの範囲で変化させる（図４参照）。

【００３２】まず、ステップ１０７で、スロットル開度
補正量ＩＴＨＲの絶対値が強制駆動振幅Ｄ以上か否かを
判定する。スロットル開度補正量ＩＴＨＲの絶対値が強
制駆動振幅Ｄよりも小さければ、ステップ１０８の処理
（スロットル開度補正量増減フラグＸＡＤの反転処理）
を飛ばして、ステップ１０９に進み、スロットル開度補
正量増減フラグＸＡＤが「１」にセットされているか否
かを判定する。

【００３３】スロットル開度補正量増減フラグＸＡＤが
「１」にセットされている期間中は、ステップ１０９か
らステップ１１０に進み、次式によりスロットル開度補
正量ＩＴＨＲを所定量ΔＴＨＲずつ増加させる。 ＩＴＨＲ(i) ＝ＩＴＨＲ(i-1) ＋ΔＴＨＲ

【００３４】その後、ステップ１０７で、スロットル開
度補正量ＩＴＨＲの絶対値が強制駆動振幅Ｄ以上（ＩＴ
ＨＲ≧Ｄ）になったと判定されたときに、ステップ１０
７からステップ１０８に進み、スロットル開度補正量増
減フラグＸＡＤを「１」から「０」に反転させる。

【００３５】スロットル開度補正量増減フラグＸＡＤが
「０」にセットされている期間中は、ステップ１０９か
らステップ１１１に進み、次式によりスロットル開度補
正量ＩＴＨＲを所定量ΔＴＨＲずつ減少させる。 ＩＴＨＲ(i) ＝ＩＴＨＲ(i-1) −ΔＴＨＲ

【００３６】その後、ステップ１０７で、スロットル開
度補正量ＩＴＨＲの絶対値が強制駆動振幅Ｄ以上（ＩＴ
ＨＲ≦−Ｄ）になったと判定されたときに、ステップ１
０７からステップ１０８に進み、スロットル開度補正量
増減フラグＸＡＤを「０」から「１」に反転させる。以
上の処理（ステップ１０７〜１１１）により、スロット
ル開度補正量ＩＴＨＲを±Ｄの範囲で変化させる。

【００３７】この後、図３のステップ１１２に進み、現
在のエンジン運転状態（例えば最終目標スロットル開度
ＴＨＲとエンジン回転速度ＮＥ）に応じて、トルク変換
係数ｆ3 （ＴＨＲ，ＮＥ）をマップ等により算出し、下
記の式により現在のスロットルバルブ補正量ＩＴＨＲを
トルク変換係数ｆ3 （ＴＨＲ，ＮＥ）によってトルク変
動量ΔＴに変換して、スロットルバルブ１５の強制駆動
によって発生するトルク変動量ΔＴを求める。 ΔＴ＝ＩＴＨＲ×ｆ3 （ＴＨＲ，ＮＥ）

【００３８】このトルク変動量ΔＴを打ち消すように、
次のステップ１１３、１１４で、点火時期補正量ＩＡＥ
Ｓと吸気バルブ２９のバルブタイミング補正量ＩＶＴを
算出する。

【００３９】まず、ステップ１１３で、トルク変動量Δ
Ｔに応じて、点火時期補正によって打ち消す分のトルク
変動量ｆ4 （ΔＴ）をマップ等により算出すると共に、
現在のエンジン運転状態（例えば最終目標スロットル開
度ＴＨＲとエンジン回転速度ＮＥ）に応じて点火時期変
換係数ｆ5 （ＴＨＲ，ＮＥ）をマップ等により算出し、
下記の式により、点火時期補正によって打ち消す分のト
ルク変動量ｆ4 （ΔＴ）を点火時期変換係数ｆ5 （ＴＨ
Ｒ，ＮＥ）によって点火時期補正量ＩＡＥＳに変換す
る。 ＩＡＥＳ＝ｆ4 （ΔＴ）×ｆ5 （ＴＨＲ，ＮＥ）

【００４０】そして、次のステップ１１４で、トルク変
動量ΔＴに応じて、吸気バルブ２９のバルブタイミング
補正によって打ち消す分のトルク変動量ｆ6 （ΔＴ）を
マップ等により算出すると共に、現在のエンジン運転状
態（例えば最終目標スロットル開度ＴＨＲとエンジン回
転速度ＮＥ）に応じてバルブタイミング変換係数ｆ7
（ＴＨＲ，ＮＥ）をマップ等により算出し、下記の式に
より吸気バルブ２９のバルブタイミング補正によって打
ち消す分のトルク変動量ｆ6 （ΔＴ）をバルブタイミン
グ変換係数ｆ7 （ＴＨＲ，ＮＥ）によって吸気バルブ２
９のバルブタイミング補正量ＩＶＴに変換する。 ＩＶＴ＝ｆ6 （ΔＴ）×ｆ7 （ＴＨＲ，ＮＥ）

【００４１】この後、ステップ１１６に進み、次式によ
り基本目標スロットル開度ＴＨＲ0をスロットル開度補
正量ＩＴＨＲで補正して最終目標スロットル開度ＴＨＲ
を求める。 ＴＨＲ＝ＴＨＲ0 ＋ＩＴＨＲ

【００４２】この後、ステップ１１７に進み、次式によ
り基本目標点火時期ＡＥＳ0 を点火時期補正量ＩＡＥＳ
で補正して最終点火時期ＡＥＳを求め、 ＡＥＳ＝ＡＥＳ0 ＋ＩＡＥＳ そして、次のステップ１１８で、次式により吸気バルブ
２９の基本目標バルブタイミング進角値ＶＴ0 をバルブ
タイミング補正量ＩＶＴで補正して吸気バルブ２９の最
終目標バルブタイミング進角値ＶＴを求める。 ＶＴ＝ＶＴ0 ＋ＩＶＴ

【００４３】この場合、ステップ１０５〜１１１及びス
テップ１１６の処理が特許請求の範囲でいうスロットル
氷結防止制御手段に相当する役割を果たし、ステップ１
１２〜１１４及びステップ１１７，１１８の処理が特許
請求の範囲でいう出力変動防止制御手段に相当する役割
を果たす。

【００４４】以上説明した図２及び図３に示すスロット
ル氷結防止制御プログラムによれば、図４に示すよう
に、スロットル氷結防止制御実行条件が成立したとき
に、スロットル開度補正量ＩＴＨＲを±Ｄの範囲で所定
量ΔＴＨＲずつ増減させることによって、最終目標スロ
ットル開度ＴＨＲを基本目標スロットル開度ＴＨＲ0 を
中心とする開度範囲（ＴＨＲ0 ±Ｄ）で周期的に変化さ
せる。これにより、スロットルバルブ１５が基本目標ス
ロットル開度ＴＨＲ0 を中心とする開度範囲（ＴＨＲ0
±Ｄ）で強制的に開閉駆動される。

【００４５】更に、スロットルバルブ１５の強制駆動に
よって発生するエンジン１１の出力変動を打ち消すよう
に点火時期補正量ＩＡＥＳと吸気バルブ２９のバルブタ
イミング補正量ＩＶＴを算出し、基本目標点火時期ＡＥ
Ｓ0 を点火時期補正量ＩＡＥＳで補正して最終点火時期
ＡＥＳを設定すると共に、基本目標バルブタイミング進
角値ＶＴ0 をバルブタイミング補正量ＩＶＴで補正して
吸気バルブ２９の最終目標バルブタイミング進角値ＶＴ
を設定する。これにより、スロットルバルブ１５の強制
駆動によるエンジン１１の出力変動を打ち消す方向に点
火時期と吸気バルブ２９のバルブタイミングが補正さ
れ、エンジン１１の出力変動が打ち消される。

【００４６】具体的には、スロットル氷結防止制御中に
スロットルバルブ１５を開方向に駆動して吸入空気量が
増加するときには、それに応じて、点火時期補正量ＩＡ
ＥＳとバルブタイミング補正量ＩＶＴが共に減少して、
点火時期と吸気バルブ２９のバルブタイミングが共に遅
角補正され、吸入空気量の増加（スロットル開度の増
加）によるエンジン１１の出力増加が打ち消される。ま
た、スロットルバルブ１５が閉方向に駆動されて吸入空
気量が減少するときには、それに応じて、点火時期補正
量ＩＡＥＳとバルブタイミング補正量ＩＶＴが共に増加
して、点火時期と吸気バルブ２９のバルブタイミングが
共に進角補正され、吸入空気量の減少（スロットル開度
の減少）によるエンジン１１の出力減少が打ち消され
る。

【００４７】以上説明した本実施形態によれば、スロッ
トル氷結防止制御中のスロットルバルブ１５の強制駆動
振幅Ｄをある程度大きくしてスロットルバルブ１５の氷
結防止効果を高めながら、スロットルバルブ１５の強制
駆動によって発生するエンジン１１の出力変動を点火時
期と吸気バルブ２９のバルブタイミングの補正によって
打ち消すように制御するため、ドライバビリティに悪影
響を及ぼすことなく、スロットルバルブ１５の氷結を効
果的に防止することができ、走行中にスロットルバルブ
１５が氷結して動かなくなってしまうことを未然に防止
することができる。しかも、温水や電気ヒータ等の昇温
手段を用いる必要がないので、電子スロットルシステム
を低コスト化することができると共に、昇温手段による
吸気温上昇によってエンジン１１の出力が低下すること
も回避することができる。

【００４８】しかも、本実施形態では、エンジン運転状
態（例えば最終目標スロットル開度ＴＨＲとエンジン回
転速度ＮＥ）に基づいてスロットルバルブ１５の強制駆
動振幅Ｄを設定するようにしたので、スロットルバルブ
１５の強制駆動によるエンジン１１の出力変動を点火時
期と吸気バルブ２９のバルブタイミングの補正によって
打ち消すことができる範囲内で、スロットルバルブ１５
の強制駆動振幅Ｄをできるだけ大きな振幅に設定して氷
結防止効果を高めることができる。

【００４９】尚、スロットルバルブ１５の強制駆動振幅
Ｄを設定する際に用いるエンジン運転状態パラメータ
は、目標スロットル開度とエンジン回転速度に限定され
ず、例えば、吸入空気量、吸気管圧力、その他のエンジ
ン運転状態パラメータを用いてスロットルバルブ１５の
強制駆動振幅Ｄを設定するようにしても良い。また、強
制駆動振幅Ｄ以外の強制駆動条件（例えば振動周期）
を、目標スロットル開度、エンジン回転速度、吸入空気
量、吸気管圧力等のエンジン運転状態パラメータに基づ
いて設定するようにしても良い。

【００５０】更に、本実施形態では、冷却水温ＴＨＷに
応じてスロットルバルブ１５の強制駆動振幅Ｄを補正す
るようにしたので、冷却水温ＴＨＷに応じてスロットル
バルブ１５の氷結を防止するのに必要なスロットルバル
ブ１５の強制駆動振幅Ｄが変化するのに対応して、スロ
ットルバルブ１５の強制駆動振幅Ｄを適正に変化させる
ことができる。

【００５１】尚、スロットルバルブ１５の強制駆動振幅
Ｄを補正する際に用いる温度パラメータは、冷却水温に
限定されず、吸気温や環境温度（例えば外気温）、その
他の温度パラメータを用いてスロットルバルブ１５の強
制駆動振幅Ｄを補正するようにしても良い。また、強制
駆動振幅Ｄ以外の強制駆動条件（例えば振動周期）を、
冷却水温、吸気温、環境温度等の温度パラメータに応じ
て補正するようにしても良い。

【００５２】しかしながら、本発明は、必ずしも、エン
ジン運転状態パラメータや温度パラメータに応じて、ス
ロットルバルブ１５の強制駆動条件を変化させる必要は
なく、演算処理の簡略化のために、スロットルバルブ１
５の強制駆動条件を予め設定した固定条件にしても良
い。

【００５３】また、本実施形態では、吸気温が所定温度
以下（スロットルバルブ１５の氷結が発生する可能性の
ある温度）のときのみに、スロットルバルブ１５を強制
的に開閉駆動するようにしたので、吸気温が比較的高く
て、スロットルバルブ１５の氷結が発生する可能性がな
いような温度状況下では、スロットルバルブ１５の強制
駆動を行わずに済み、その分、スロットルバルブ１５の
駆動モータ２８の電力消費量を低減することができる。
尚、吸気温に代えて、環境温度（例えば外気温）が所定
温度以下のときのみに、スロットルバルブ１５を強制的
に開閉駆動するようにしても良い。

【００５４】また、スロットルバルブ１５の強制駆動に
よるエンジン１１の出力変動を打ち消すために補正する
制御パラメータは、点火時期とバルブタイミングに限定
されず、点火時期、空燃比、吸気バルブ２９及び／又は
排気バルブ３０の制御量（バルブタイミング、バルブリ
フト量、作用角等）、ターボチャージャ等の過給機の過
給圧、休止気筒数、補助吸入空気量調整手段（アイドル
スピードコントロールバルブ、アイドルアップバルブ
等）の制御量、燃料蒸発ガスパージバルブの制御量のう
ちの１つ又は２つ以上を補正するようにしても良い。

【００５５】また、本実施形態では、スロットル氷結防
止制御中（スロットルバルブ１５の強制駆動中）に、全
スロットル開度領域で、スロットルバルブ１５の強制駆
動によるエンジン１１の出力変動を打ち消すように制御
パラメータ（点火時期、バルブタイミング）を補正する
ようにしたが、スロットル開度が所定開度以上のとき
に、制御パラメータの補正を禁止するようにしても良
い。スロットル開度が所定開度以上で吸入空気量が比較
的多いときには、スロットルバルブ１５の強制駆動が吸
入空気量に与える影響が少なくなるため、スロットルバ
ルブ１５を強制駆動しても、エンジン１１の出力変動量
が小さくなり、ほとんど無視できるようになる。このよ
うな状態では、スロットルバルブ１５の強制駆動中に制
御パラメータの補正を行わなくても、ドライバビリティ
にほとんど悪影響を及ぼすことなく、スロットルバルブ
１５の氷結を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるエンジン制御シス
テム全体の概略構成図

【図２】スロットル氷結防止制御プログラムの処理の流
れを示すフローチャート（その１）

【図３】スロットル氷結防止制御プログラムの処理の流
れを示すフローチャート（その２）

【図４】本実施形態のスロットル氷結防止制御中の挙動
を示すタイムチャート

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通
路）、１５…スロットルバルブ、１６…スロットル開度
センサ、２０…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２７…
ＥＣＵ（スロットル氷結防止制御手段，出力変動防止制
御手段）、２８…モータ、２９…吸気バルブ、３０…排
気バルブ、３１，３２…可変バルブタイミング機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 17/02 Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｎ ３Ｇ０９２ 23/02 41/02 ３１０Ａ ３Ｇ３０１ 41/02 ３１０ 41/22 ３０５Ａ 41/22 ３０５ ３１０Ａ ３１０ ３２０ ３２０ 43/00 ３０１Ｂ 43/00 ３０１ ３０１Ｅ ３０１Ｋ ３０１Ｍ ３０１Ｒ ３０１Ｚ 45/00 ３０１Ｌ 45/00 ３０１ ３４５Ａ ３４５ Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１Ｋ Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１ ３０１Ｕ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｌ Ｆターム(参考） 3G005 EA16 FA21 HA02 HA04 HA05 HA09 HA19 JA12 JA13 JB04 3G022 EA07 GA05 GA08 3G044 AA03 AA07 BA12 CA05 DA02 DA09 EA03 FA13 FA14 GA02 3G065 AA00 AA11 CA13 CA36 DA05 FA08 FA11 GA01 GA05 GA10 GA27 GA41 GA46 KA36 3G084 BA05 BA06 BA07 BA09 BA17 BA23 BA27 DA11 EA11 EB11 EC04 FA02 FA07 FA10 FA20 FA29 FA38 3G092 AA11 AA14 AA18 AA19 BA04 BA09 CA01 DA03 DB03 DC01 DC04 DE19S EA01 EA02 EC01 FA05 FA41 HA01Z HA06Z HD05Z HE03Z HE08Z HF08Z HG07Z 3G301 HA07 HA11 HA14 HA19 JA04 KA02 LA03 LA04 LA07 MA01 NA08 NA09 NC02 NE01 NE06 PA01Z PA10Z PA11Z PD02Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気通路に設けられたスロッ
   トルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）を
   目標スロットル開度に制御する内燃機関の制御装置にお
   いて、 内燃機関の運転中に所定のスロットル氷結防止制御実行
   条件が成立したときに前記目標スロットル開度を含む開
   度範囲で前記スロットルバルブを強制的に開閉駆動する
   スロットル氷結防止制御手段と、 前記スロットル氷結防止制御手段による前記スロットル
   バルブの強制駆動によって発生する内燃機関の出力変動
   を打ち消す方向に前記スロットル開度以外の制御パラメ
   ータを補正する出力変動防止制御手段とを備えているこ
   とを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 前記スロットル氷結防止制御手段は、内
   燃機関の運転状態に基づいて前記スロットルバルブの強
   制駆動条件を設定することを特徴とする請求項１に記載
   の内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】 前記スロットル氷結防止制御手段は、吸
   気温、環境温度、冷却水温のうちの少なくとも１つに基
   づいて前記スロットルバルブの強制駆動条件を補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記スロットル氷結防止制御実行条件
   は、吸気温又は環境温度が所定温度以下のときに成立す
   ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
   内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】 前記出力変動防止制御手段は、内燃機関
   の出力変動を打ち消す方向に前記制御パラメータを補正
   する際に、内燃機関の運転状態と前記スロットルバルブ
   の強制駆動量とに基づいてトルク変動量を算出し、該ト
   ルク変動量に基づいて前記制御パラメータの補正量を設
   定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
   載の内燃機関の制御装置。
6. 【請求項６】 前記出力変動防止制御手段は、内燃機関
   の出力変動を打ち消す方向に前記制御パラメータを補正
   する際に、該制御パラメータとして、点火時期、空燃
   比、吸気及び／又は排気の可変バルブ制御量、過給機の
   過給圧、休止気筒数、補助吸入空気量調整手段の制御
   量、燃料蒸発ガスパージバルブの制御量のうちの少なく
   とも１つを補正することを特徴とする請求項１乃至５の
   いずれかに記載の内燃機関の制御装置。
7. 【請求項７】 前記スロットル開度が所定開度以上のと
   きに前記出力変動防止制御手段による前記制御パラメー
   タの補正を禁止する手段を備えていることを特徴とする
   請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の制御装
   置。